基于MAX1968的LD自動溫度控制系統(tǒng)設(shè)計

LD缺點(diǎn)是輸出特性受溫度影響很大，見圖1。

隨著溫度的升高，需要有更多的載流子注入來維持所需的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，LD的閾值電流升高，這會導(dǎo)致LD的能量轉(zhuǎn)化效率降低，將電能轉(zhuǎn)換為熱能，發(fā)射波長也隨著溫度的變化發(fā)生漂移。如果LD不能快速有效地制冷，則不儀會影響其輸出特性，甚至?xí)p壞LD。

為了保證LD有較長的工作壽命，必須采取ATC(自動溫度控制)措施，通過控制LD管芯溫度來維持LD正常工作的溫度。

一般ATC是采用半導(dǎo)體TEC(熱電制冷器)。TEC是一種沒有運(yùn)動部分的小型熱泵，常被運(yùn)用于空間有限和高可靠性的場合。TEC的功能實現(xiàn)取決于供電電流的方向，通過改變電流方向?qū)崿F(xiàn)制熱或者制冷。本文介紹的芯片MAX1968，是用來控制TEC實現(xiàn)LD的ATC。

1 LD熱電溫度控制原理

LD溫度控制的基本原理是：溫度傳感器實時地測量安放在TEC冷端的激光管溫度，期望的工作溫度由設(shè)定點(diǎn)的電壓來表示，它與溫度傳感器產(chǎn)生的表示LD實際溫度的電壓通過運(yùn)放進(jìn)行比較，產(chǎn)生一個偏差電壓，此信號經(jīng)過相應(yīng)的硬件和控制算法處理后，輸出一定的電壓經(jīng)過驅(qū)動電路送給TEC模塊，TEC根據(jù)流過電流的方向，對LD進(jìn)行制冷或加熱，使得LD穩(wěn)定在所要求的溫度值。LD的溫度控制系統(tǒng)必須滿足精度高，響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好的要求，而且要能實現(xiàn)雙向控制，以適應(yīng)外界溫度變化和LD本身工作條件的不確定性。同時，還要考慮到LD的保護(hù)問題。

TEC控制器按輸出的工作模式可分成線性模式和開關(guān)模式。傳統(tǒng)LD的熱電溫度控制大多采用線性模式的TEC控制器，一個簡單的線性驅(qū)動TEC電路由兩個推挽功率三極管構(gòu)成，雖然具有電流紋波小且容易設(shè)計和制造的優(yōu)點(diǎn)，但功率效率低、控制精度不高，電路集成度較低，而且存在溫度控制“死區(qū)”問題。

本文介紹的MAX1968是高度集成、高性價比、高效率的開關(guān)型TEC模塊驅(qū)動器，采用直接的電流控制。

2 MAX1968功能及其特點(diǎn)

MAX1968是一款適用于Peltier TEC模塊的開關(guān)型驅(qū)動芯片，工作于單電源，能夠提供